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3、PVsyst弱光參數(shù)的優(yōu)化調(diào)整方法

在光伏系統(tǒng)設(shè)計時一般需要通過PVsyst軟件進行發(fā)電量的模擬，該軟件內(nèi)部集成了大部分廠家的組件數(shù)據(jù)庫，每種功率規(guī)格的組件對應(yīng)一個PAN文件。最新的版本6系列比老版本5有了較大的修正，模擬結(jié)果也比老版本更加準確，尤其在弱光性能部分添加了Rsh（Gref）、Rsh（0）、Rsh（exp）和Rs（module）四大參數(shù)的自定義調(diào)整功能，設(shè)計人員可以基于實測數(shù)據(jù)進行修改。當然軟件自身也設(shè)置了默認值，對于晶硅組件默認的Rsh(exp)為5.5，Rsh (0)是Rsh(Gref)的4倍，這些數(shù)據(jù)是PVsyst研究人員基于實測的大量數(shù)據(jù)分析得到的。據(jù)PVsyst官方介紹，按照IEC-61853-1測試方法，基于不同輻照下的大量實測數(shù)據(jù)顯示，晶硅組件的相對轉(zhuǎn)換效率在600W/m2-800 W/m2輻照區(qū)間比STC條件下約降低0.5%至1%，在200 W/m2降低1%-3%左右。其實，對于大多數(shù)設(shè)計人員，若僅僅知道組件的Datasheet上的基本電性能參數(shù)很難去評估組件的弱光性能，使用默認參數(shù)模擬下來的弱光損失比較高，如果組件供應(yīng)商能給用戶提供比較準確的弱光數(shù)據(jù)，設(shè)計人員可以根據(jù)PVsyst的修正功能進行調(diào)整，可得到更加準確的組件PAN文件，如果實在沒有辦法獲得這些數(shù)據(jù)，也可以根據(jù)PVsyst研究人員得到的經(jīng)驗值來估算。下文以XXX-240P組件為例并參考PVsyst用戶使用手冊詳細介紹弱光參數(shù)的調(diào)整方法[2]。

3.1 并聯(lián)電阻值參數(shù)的調(diào)整方法

PVsyst軟件是根據(jù)單二極管等效電路模型對電池和組件的性能進行模擬，參考圖5。


其中描述單二極管模型的電流和電壓的輸出關(guān)系表達式如（1）所示。



（1）
式中IL為光生電流（A），I0為二極管反向飽和電流（A），n為二極管理想因子。相關(guān)研究成果表明（Mermoud 和 Lejeune ，2010；Eikelboom et al., 1997)：組件并聯(lián)電阻值和入射光強有一定的關(guān)系，當入射光強降低后，并聯(lián)電阻隨光強成指數(shù)變化，公式如（2）所示 [2]。

Rsh= Rsh(Gref) + [ Rsh(0) -Rsh(Gref) ] ·exp(-Rsh(exp) · (G / Gref)) （2）

其中

Rsh(Gref)為STC下測試的并聯(lián)電阻值。

Rsh(0)為輻照為0時的并聯(lián)電阻值（在曲線上為Y軸的截距）。

Rsh (exp)：表征并聯(lián)電阻值隨輻照變化的其中一個變量。

G為實際的太陽輻照度；Gref為標準測試條件下光強1000W/m2。

圖6為Rsh(exp)取不同的值時，對公式（2）進行曲線繪制，其中Rsh(Gref)=250Ω，Rsh(0)=1000Ω，當輻照降低時并聯(lián)電阻值會增加。


在弱光模型中Rsh(Gref)、Rsh(0) 和Rsh (exp)值是可以根據(jù)實際情況進行調(diào)整，其中Rsh(Gref)為STC下測試的值。目前對于Rsh(Gref)的實際測試有太陽能模擬器的I-V測試法（STC）、DarkReverse I-V測試法、External Parallel Resistance測試法等，從行業(yè)相關(guān)研究文獻[1]可知，一般使用太陽能模擬器測試出來的結(jié)果會明顯偏低，原因是電流微小變化時，從IV曲線上獲取Rsh(Gref)，太陽能模擬器缺乏足夠的測試和計算精度。